Ми можемо дійти до висновку, що для виникнення життя необхідні й достатні три умови. Це:
— можливість повного спектра перехідних станів між неживими та живими системами;
— можливість самовільних переходів з одних станів в інші, сусідні;
— дія добору, що переважно зберігає і відтворює «живіші» системи
|
|
Роботу гіпотетико-дедуктивної моделі наукового пізнання можна описати наступним алгоритмом:
1. Пошук невідповідностей у ході застосування наукової системи уявлень (моделі дійсності, що будується наукою) для пояснення наявних даних; 2. Висування нових гіпотез, що узгоджують з системою уявлень факти або висновки, що слугували причиною переходу на цей крок; 3. Прогнозування наслідків з висунутих гіпотез (дедукція); 4. Перевірка прогнозів (у багатьох випадках — експериментальна) |
Саме еколого-еволюційний підхід дозволяє зрозуміти, чому організми є такими, якими ми їх спостерігаємо. Ключ до пояснення властивостей будь-якої біосистеми лежить у розгляді особливостей її стосунків з середовищем протягом її історії
Деякі об'єкти неможливо або складно досліджувати безпосередньо. В цих і в безлічі інших випадків використовуються моделі. Модель — система, створена для вивчення системи-оригіналу; вона повинна мати подібний характер взаємодії частин і завдяки цьому може мати подібні емергентні властивості. Однак користуючись моделями, важливо ніколи не забувати про те, що вони — наближення, придатні тільки для оцінки певного діапазону явищ. Розділимо сукупність станів системи-оригіналу і моделі, що її описує, на дві області: ту, в якій оригінал вдалося спостерігати в дійсності, і ту, про яку ми судимо лише за моделлю. Якщо модель не відповідає оригіналу в вивченій області, від неї треба відмовлятися або, як мінімум, істотно її коригувати. А ось в невивченій області довести адекватність моделі неможливо
Попри усю специфічність біосистем різних рівнів, для них можна виділити ряд універсальних властивостей. Певний склад і впорядкованість. Ієрархічність організації. Обмін речовин. Потік енергії. Здатність до розвитку. Пристосованість. Саморегуляція. Динамічність. Цілісність. Унікальність. Здатність до відтворення
|
|
Чим цілісніша система, тим складнішим стає її мозаїчний опис. Мозок настільки складний, тому що об'єднаний безліччю зв'язків (нейрон мозку людини може мати 100 000 синапсів). Можливо, що людський мозок є найскладнішим об'єктом у Всесвіті (в усякому разі, конкурувати з ним міг би лише мозок більш розвиненої істоти). Екосистеми менш цілісні, і їх емергентні властивості не настільки несподівані. З усім тим, навіть досить прості системи здатні виявляти несподівані емергентні властивості, викликані взаємодією частин системи, що не розкладаються на окремі елементи
|
.
Динамічна типологія заснована не тільки на аналізі спостережуваного стану об'єкта, а й на прогнозі (в типовому випадку — імовірнісному) його майбутньої динаміки. Одним із шляхів побудови такої типології є визначення всієї сукупності їх можливих станів (ідентифікація їх фазового простору), аналіз траєкторій в різних частинах цього фазового простору (на цьому етапі надзвичайно корисним може бути імітаційне моделювання), і, нарешті, виділення басейнів стійкості, відповідних різним динамічним типам. З цієї точки зору, стійкість біосистем — це їх здатність зберігати або закономірно змінювати свій динамічний тип
|
|
Характерна особливість регуляції за принципом негативного зворотного зв'язку полягає в тому, що вона призводить до коливань регульованої величини. Якщо вплив виведе біосистему за межі її регуляції негативними зворотними зв'язками, вона перейде в іншу якість. Спрацюють позитивні зворотні зв'язки. Якщо ж вплив виявиться не критичним, негативні зворотні зв'язки зможуть повернути біосистему до норми.
Використання поняття «стійкість» в екології — окремий випадок його загальнонаукового вживання. Класичним визначенням поняття «стійкість» є те, яке було дано в 1892 р. творцем теорії стійкості руху Олександром Михайловичем Ляпуновим (доцентом, а пізніше — професором Харківського університету, що нині названий на честь В. Н. Каразіна). На нашу думку, з математичних підходів для екології корисніше всього уявлення про сталість за Ж. Л. Лагранжем, яке є окремим випадком стійкості за О. М. Ляпуновим. З цієї точки зору, стійкість є здатністю системи залишатися в обмеженій області свого фазового простору
|
|
|
Прямий зв'язок — це вплив якогось чинника на досліджувану систему (приклад: повертаючи кермо, водій змінює напрямок руху автомобіля). Зворотний зв'язок — залежність керуючого впливу від стану самої системи (приклад: зміна руху автомобіля впливає на повороти керма водієм). Таким чином, зворотний зв'язок — це управління системою з урахуванням її стану, залежність керуючого впливу від його результатів. Негативні зворотні зв'язки стабілізують систему, а позитивні — переводять її в інший стан (тобто руйнують колишню структуру взаємозв'язків)
|
|
|
Біологію можна ділити на частини в трьох відносно незалежних вимірах: з одного боку — за об'єктом вивчення (зоологія, ботаніка, мікробіологія тощо), з іншого — за методом (молекулярна біологія, біохімія, генетика і т. д.), і з третього — за підходом, що визначає розглянуті проблеми: морфологічному (описує структури), фізіологічному (описує процеси), екологічному (описує зв'язок із середовищем) і еволюційно-історичному (описує передісторію системи)
|
